陈曼 伏喜斌 黄启斌 刘峰 唐长明 黄学斌 钟舜聪，3

1福州大学机械工程及自动化学院

2厦门市特种设备检验检测院

3上海大学机电工程及自动化学院

随着城市化进程的快速发展以及工程技术水平的不断提高，管道被广泛用来输送石油、天然气、水等介质，已经成为维持现代生活最重要的基础设施之一[1]。由于一些不可抗拒的因素，一些管道必须直接埋置于道路下方，埋地管道直接或间接承受自重、覆土压力、管道内压、温度载荷、车辆载荷、地面堆载等载荷的作用。其中，车辆载荷是作用在道路下方埋地管道上最主要的动载荷之一[2]。当车辆载荷对管道产生的压力过高时，管道可能发生变形甚至破裂等事故，会造成巨大的损失。

目前，关于车辆载荷对埋地管道影响方面的研究，国内外大多学者是将车辆载荷简化为静载荷[3-10]，将车辆-道路-管道耦合系统视为静态体系，这与真实情况存在一定的差异[11]。另外，WINKER 提出弹性地基梁的概念后，一些学者采用弹性地基梁模型对管土之间的相互作用进行了研究[12]。但是，该模型存在大量的简化，没有充分考虑土壤的不均匀性、地基的分层特点和管土之间的非线性摩擦作用[13]，这与实际道路结构存在较大的出入。

鉴于此，本文的车辆载荷采用移动恒载模型，沥青路面结构采用层状体系模型。应用ANSYS 软件，建立埋地管道三维管土接触有限元模型，分析埋地管道在车辆载荷作用下动力响应情况，并着重讨论车速、车辆轮压和车辆作用位置这三个重要的车辆动载荷因素对管道力学性状的影响，为管道设计与防护等提供参考。……